Nebulosa del vento di pulsar all’interno del resto di supernova esplorata con Chandra

PSR J0007+7303 e la sua aureola del vento solare (PWN). Regioni utilizzate per l'estrazione spettrale. Le linee verdi tratteggiate indicano le regioni di sfondo. Il pannello di sinistra mostra l'immagine combinata dell'epoca 2, corretta per l'esposizione, con le sorgenti puntiformi sottratte, raggruppata in bin di un fattore 2 e levigata con una funzione gaussiana. Il pannello di destra non è stato raggruppato in bin ed è stato levigato con una funzione gaussiana. Fonte: arXiv (2026). DOI: 10.48550/arxiv.2605.21278 — PSR J0007+7303 e la sua aureola del vento solare (PWN). Regioni utilizzate per l’estrazione spettrale. Le linee verdi tratteggiate indicano le regioni di sfondo. Il pannello di sinistra mostra l’immagine combinata dell’epoca 2, corretta per l’esposizione, con le sorgenti puntiformi sottratte, raggruppata in bin di un fattore 2 e levigata con una funzione gaussiana. Il pannello di destra non è stato raggruppato in bin ed è stato levigato con una funzione gaussiana. Fonte: arXiv (2026). DOI: 10.48550/arxiv.2605.21278

Astronomi della George Washington University (GWU) di Washington, DC, e di altre università hanno utilizzato il telescopio spaziale a raggi X Chandra della NASA per osservare una nebulosa a vento di pulsar [Una nebulosa a vento di pulsar (conosciuta anche come plerione) è una specifica tipologia di nebulosa creata e alimentata dal potente “vento” di particelle cariche emesso da una pulsar centrale.] all’interno di un resto di supernova noto come CTA 1. I risultati della campagna di osservazione, presentati in un articolo di ricerca pubblicato il 20 maggio sul server di preprint arXiv , fanno maggiore luce sulla morfologia e sulle proprietà di questa nebulosa.

Le nebulose a vento di pulsar (PWNe) sono nebulose alimentate dal vento di una pulsar. Il vento di pulsar è composto da particelle cariche e, quando collide con l’ambiente circostante la pulsar, in particolare con il materiale espulso dalla supernova in lenta espansione, sviluppa una PWN.

Sistema SNR-PWN-pulsar

CTA 1 è un resto di supernova composito a guscio (SNR) situato a circa 4.600 anni luce dalla Terra. Contiene una PWN alimentata da PSR J0007+7303, una pulsar radio-silenziosa con un periodo di rotazione di 315,8 millisecondi, un’intensità del campo magnetico di 10 trilioni di Gauss e un’età caratteristica di 14.000 anni.

Un team di astronomi guidato da Seth Gagnon della GWU ha deciso di esaminare più da vicino la nebulosa a vento di pulsar (PWN) della sonda CTA 1, nella speranza di comprenderne meglio la natura. A tal fine, hanno effettuato osservazioni approfondite della nebulosa con il telescopio Chandra e analizzato i dati d’archivio della sonda. Il loro studio è stato integrato dai dati del Fermi Gamma-ray Observatory della NASA.

“Abbiamo presentato un’analisi dettagliata di nuove e vecchie osservazioni di Chandra della nebulosa ventosa del Pacifico, basate sul satellite PSR J0007+7303 nel CTA 1, integrate da analisi dei dati di Fermi-LAT e da modellizzazione della distribuzione spettrale di energia (SED) a banda larga”, scrivono i ricercatori.

Morfologia e proprietà compatte rivelate

Lo studio ha rilevato che la PWN presenta una morfologia compatta, identificando un getto (lungo circa 20 secondi d’arco) che si estende a sud della pulsar e si incurva verso sud-ovest, un debole contro-getto a nord e un toro compatto orientato approssimativamente perpendicolarmente all’asse del getto. Gli astronomi ipotizzano che la curvatura di questo getto sia probabilmente influenzata dall’interazione con il mezzo circostante o con l’onda d’urto inversa della SNR.

Analizzando i dati, gli astronomi hanno scoperto che la velocità di traslazione di PSR J0007+7303 è inferiore a 200 km/s, quindi significativamente inferiore alle stime precedenti basate sul suo spostamento dal centro della SNR. Ciò suggerisce che il sistema potrebbe essere più vecchio o indica un’espansione asimmetrica di CTA 1.

Inoltre, lo studio ha rivelato spettri duri nelle componenti compatte del PWN e una bassa efficienza radiativa dei raggi X. La SED a banda larga indica un campo magnetico basso (tra 1,4 e 3,2 µG) e un’elevata energia di cutoff degli elettroni (a un livello di 0,2–0,3 PeV).

“Nel complesso, CTA 1 si configura come una nebulosa a vento di pulsar a bassa magnetizzazione e bassa efficienza, capace di accelerare particelle fino a energie di PeV, fornendo un importante laboratorio per lo studio dell’accelerazione e dell’evoluzione delle particelle nelle giovani nebulose a vento di pulsar”, concludono gli autori dell’articolo.

Presentiamo osservazioni profonde di Chandra della nebulosa del vento di pulsar (PWN) alimentata da PSR J0007+7303 nel resto di supernova composito CTA 1. L’immagine ACIS unita mostra un getto che si estende a sud della pulsar e si piega verso sud-ovest, un debole contro-getto a nord e un toro compatto orientato approssimativamente perpendicolarmente all’asse del getto. Utilizzando un’osservazione d’archivio del 2003 eseguiamo l’astrometria relativa su un linea di base dell’anno e vincolare la velocità trasversale della pulsar a alla distanza di 1,4 kpc con una confidenza del 95%. La spettroscopia risolta spazialmente mostra spettri duri per il getto e il toro (indici fotonici ) e uno spettro più morbido per la nebulosa estesa ( ), indicando un raffreddamento radiativo minimo nelle regioni compatte. La modellazione del toro, associato all’onda d’urto di terminazione, come un cerchio inclinato fornisce un angolo di visualizzazione . Il gap esterno e i modelli di emissione caustica del pulsar a due poli implicano quindi un’inclinazione magnetica moderata ( – ). Modellazione della distribuzione spettrale di energia (SED) a banda larga dalle onde radio ai PeV -raggi per uno scenario leptonico a zona singola produce un campo magnetico basso ( – ) e un’elevata energia di taglio degli elettroni ( – ), indicando che il campo magnetico diminuisce rapidamente all’esterno della nebulosa compatta. Questi risultati stabiliscono che CTA 1 è una nebulosa a vento di pulsar giovane, a bassa efficienza di raggi X, con uno spettro di iniezione duro in grado di accelerare particelle a energie di PeV.